普通工科院校高等数学教学改革现状分析与思考

李春艳

普通工科院校高等数学教学改革现状分析与思考

李春艳

分析了高等数学课程教学改革中采用的分层次教学和模块化教学存在的问题。联系普通工科院校的特点，提出了高等数学课程教学改革应当遵循的原则，并对工科院校数学教师队伍建设、数学课程教材建设、数学实验和实践教学及考核评价体系建设提出了建议。

普通工科院校；课程建设；高等数学；教学改革

《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010-1020）》指出，未来10年，我国将在进一步提高高等教育大众化水平的基础上，全面提高高等教育的质量和人才培养质量，建立高校分类体系，实行分类管理，促进高校办出特色。作为高等教育质量建设的重要组成部分，课程建设处于质量建设的突出位置。高等数学课程是所有工科专业的基础课程，在整个课程体系中处于核心的地位，如何进行高等数学课程教学的改革是一个十分紧迫的问题。

一、普通工科院校办学现状及特点

我国有各类普通高校2300多所。高等工程教育是我国高等教育当中规模最大、专业最多，与社会经济发展联系最为直接的部分。现阶段，我国的高等工程教育分别由专门的工科院校、综合性大学中的工科院系和部分专业性大学（如师范、农业类院校等）中的工科专业承担。大致可以分为三个层次：一是以培养工程理论研究人员为目标的理工研究性大学和综合性大学；二是以培养工程应用型人才为目标的普通工科院校；三是以培养工程技术工人为目标的工程职业技术学院。在这三个层次中，第二层次的院校数量处于中间水平，但在工程应用人才培养体系中却处于一个非常重要的位置。其特点体现在以下几个方面：

一是具有地域上的局限性。大部分普通工科院校都是省（或直辖市、自治区）属高校，接受地方政府的管理，虽面向全国招生但仍以本地生源为主体。学校的发展定位、办学宗旨和人才培养目标都体现了所在地社会经济发展的要求，毕业生主要为地方社会经济建设服务。

二是具有深厚的行业背景。大多数普通工科院校的前身都是一些行业性专科院校，例如石油、冶金、纺织、铁路等专科学校。这类学校在达到一定的办学规模后，为了适应高等教育的发展趋势，都先后升格或重组成为了一些学院或大学，并且从名称上已经看不出其行业特点。但是，这些学校具有悠久的依靠行业办学的历史，背靠行业是这些学校最显著的办学特色之一。

三是具有鲜明的专业特色。由于具有深厚的行业背景，这些院校在专业设置上始终体现了其行业特色。与行业相关的专业往往就是这些院校的核心专业，也是优势专业。例如重庆科技学院的石油和冶金专业，武汉工程大学的化工专业，西安工程大学的纺织工程和材料工程专业等。

上述三个特点决定了普通工科院校必须以培养应用型人才为自己的人才培养目标。应用型人才的培养面向地方建设或行业生产第一线，毕业生在现代工业体系中扮演着生产技术员的角色，担负着工业生产过程中的技术保障任务。因此，普通工科院校所培养的这些工程应用型人才的质量决定着我国工业生产的效率、产品的质量和产品的市场竞争力。

二、普通工科院校高等数学课程教改现状

高等数学课程是指高等学校各专业开设的微积分、线性代数、解析几何、复变函数与傅立叶变换以及概率统计等课程的总称。高等数学课程是高等工科院校各专业重要的公共基础课，是为学习其它基础课及多数专业课打下数学基础的必要课程，它为这些课程提供必需的数学概念、理论、方法和运算技能。高等数学课程在高等工程教育中发挥着两方面的功能：（1）高等数学课程担负着培养工科学生的基本数学素养的任务。基本的数学素养包括严密的逻辑思维能力、高度抽象的空间想象能力和熟练的运算能力。（2）高等数学课程为工科学生提供学习专业课程的基本工具。工程技术的发展是推动现代数学发展的主要动力之一，而现代数学又被广泛应用于工程技术领域，成为学习工程技术必不可少的重要工具。微积分、线性代数、统计学等知识已经在现代工程中被普遍使用，没有高等数学，现代工程将止步不前。高等数学课程作为基础课，主要是为工科各专业学生学习后续专业课提供进行定量分析的基本的数学方法。

普通工科院校以工科专业为自己的主干专业，以培养应用型人才为自己的人才培养目标。高等数学课程作为工科专业的基础课，必然成为了普通工科院校涉及面最广，也是最为重要的一门课程。高等数学课程的教学，存在教材建设滞后，教学内容陈旧，过分重视理论教学而忽视数学实验实践教学，过分重视课堂教学而忽视课外教学，课程考试不及格率逐年攀升等一系列问题。近些年来，各院校对高等数学课程的教学改革进行了积极的探索和实践，提出了一些新的教学模式，积累了一些改革的经验。其中，分层次教学和模块化教学是其中比较有代表性的两种改革模式。

所谓分层次教学，就是立足于普通工科院校的现有师资水平，打破以班级为单位的传统教学模式，按照学生的数学成绩、数学知识和能力水平的高低将学生划分为若干级别，针对不同级别的学生提出不同的教学要求，制定差别化的教学大纲，以实现不同的教学目标。分层次教学承认学生的个体差异，并围绕这种差异来设计教学模式，以激发学生学习高等数学课程的兴趣，满足不同学生对高等数学不同的学习要求，从而实现因材施教和教学资源优化配置。分层次教学为高等数学课程的教学改革提供了一种好的探索途径，但在实践过程中却出现了几个共性问题［1-4］。首先，难以实现对学生级别的合理准确划分。准确划分学生的级别是分层次教学成功的关键，而各校在对学生级别进行划分时所采用的指标通常不够全面，片面依赖高考数学成绩或其它考试成绩，忽略了学生的数学素养和能力。其次，过分降低高等数学课程的基本教学要求。普通工科院校在扩大招生规模之后生源质量有不同程度的下降，高等数学课程考试的不及格率不断攀升。因此，合理有效地解决不及格率过高的问题，成了这些院校对高等数学课程采取分层次教学的目的之一。为了达到降低不及格率的目的，教师在制订最低层次的教学大纲时盲目删减部分教学内容，降低了对知识点的教学要求，这最终将导致人才培养质量的下降。此外，分层次教学容易忽略学生的专业差异。分层次教学通常需要打破专业限制，实现全校范围内的教学班级的分层次重新组班。这样的组班方式，忽略了不同专业学生对高等数学课程要求的差异。

模块化教学是普通工科院校为了适应不同的工科专业对高等数学课程的不同要求而采取的一种新的教学模式。模块化教学的基本方法是：结合不同专业或专业群对高等数学的不同要求，将高等数学课程的所有内容分解成若干个教学单元（模块），每个模块的教学活动独立，学生可以根据所学专业对数学的基本要求或自身对数学的兴趣爱好，选择不同模块进行学习。模块化教学解决了高等数学课程教学过程中教师应该“教多少”和学生需要“学多少”之间的矛盾，有利于教师对教学内容的精耕细作，同时在空间和时间上为学生提供了更多的学习机会，有助于提高高等数学的教学质量。然而实践中模块化教学也有其局限性：一方面它破坏了高等数学课程体系的整体性，不利于学生对高等数学知识的系统化掌握；另一方面，模块化教学只是在一定的时间范围内从量上减少了学生学习高等数学的内容，但却提高了学生对每个知识点的学习要求。因此，模块化教学无法解决当前由于生源质量整体下降，学生学习能力水平参差不齐而产生的高等数学课程不及格率过高的现实问题。

由此可见，无论是分层次教学还是模块化教学，都不能从根本上解决当前普通工科院校高等数学教学中存在的诸多问题。因此，研究和探索普通工科院校高等数学课程教学改革的新的途径，以提高教学水平和工程人才培养的质量，是一项非常紧迫的任务。

三、高等数学课程教学改革应遵循的原则

普通工科院校高等数学课程教学改革的方式可以是多种多样的。总结现有改革模式成功的经验和存在的问题，我们认为有以下几条原则需要遵循：

第一，高等数学课程教学改革必须充分考虑学校的办学特色和专业特色。不同高校具有各自不同的办学定位和行业背景，同一所院校也有几十个不同的专业。每一所院校，每一个专业对高等数学课程教学的要求肯定是有区别的。高等数学课程教学改革必须充分考虑不同学校、不同专业的差异性。

第二，高等数学课程教学改革必须保证教学内容的完整性。无论是采取分层次教学模式，还是模块化教学模式，或者其它模式，都必须坚持高等数学课程教学内容的完整性。高等数学是一个严密的逻辑体系，在课程教学改革中，可以适当调整其教学内容，灵活把握教学内容的深浅度，但所有这些工作都必须建立在保持高等数学知识体系的完整性的基础上。

第三，高等数学课程教学改革必须调动教师教学和学生学习两方面的积极性。教学改革要有利于充分调动教师教学的积极性和学生学习的积极性，否则，这种改革就是无用的或者失败的。

第四，高等数学课程教学改革必须能够提高高等数学课程的教学质量。在改革的过程中，很多院校过分强调降低高等数学课程考试的不及格率，从而导致了教学要求的降低和教学质量的下降。改革的目的不应该只是为了提高学生课程考试的成绩或者分数，最根本的应该是激发学生学习数学的兴趣，提高学生掌握数学知识和应用数学知识的水平。

第五，高等数学课程教学改革必须坚持理论教学与实验教学充分结合。高等数学课程教学改革不能仅仅注重理论教学，还应该充分考虑数学实验实践教学。实验实践教学是高等数学课程的重要组成部分，高质量的实验实践教学可以提高学生运用数学知识解决实际问题的能力，从而真正提高高等数学课程教学的质量。

四、对高等数学课程教学改革的建议

根据普通工科院校的特点和高等数学课程教学改革的基本原则，对于普通工科院校高等数学课程的教学改革，我们提出以下建议：

首先，增强高等数学课程教师的行业背景。应当让高等数学课程的主讲教师深入学校背靠的行业进行社会实践，了解有关专业的特点，掌握各专业学生在后续专业课学习或职业发展过程中需要什么样的数学知识，需要多少数学知识。这样，教师才能准确把握教学的重点，减轻学生的学习负担，使教和学都更有针对性，提高教学的效率和质量。

其次，推进特色化教材的编写。普通工科院校结合自身的办学特色和专业特色，选择或组织编写适合本校主干专业需要的高等数学课程系列教材，这是高等数学课程教学改革的一个非常重要的方面。目前高等数学课程的教材五花八门，其中不乏使用范围广、编写质量高的教材。在教材选择过程中，一定要结合自身的专业特色和学生的实际情况，或者组织本校教师编写教材。这样的教材才具有针对性，才能满足本校主干专业的需要。

再次，注重数学建模思想的渗透。高等数学课程教学改革需要切实强化数学实验和实践教学，而数学建模是实现这一目标的最好的方法。为了改变高等数学课程教学重理论轻实践、重课内轻课外的缺点，应该将数学建模思想渗透到整个高等数学课程教学过程当中。数学建模思想的渗透可以采用多种途径，例如教师以建模的观点分析组织教学内容，开展形式多样的数学建模课外活动，或单独开设数学建模选修课等［5］。

最后，改革高等数学课程教学考核评价体系。科学的考核评价体系是课程教学的导向［6］，能够及时全面地反馈教学的真实情况。要改变过去单一的试卷评价模式，建立一种包含课堂过程评价、试卷评价、数学实验实践评价和后期追踪评价等形式的综合评价体系。后期追踪评价，就是将需要大量使用高等数学知识的某几门后续课程的成绩作为高等数学课程评价体系当中的一个重要指标，以此反映学生掌握和运用数学知识的真实水平。

[1]杨孝平，等.本科高等数学分层次教学的深入思考与实践[J].大学数学，2003（6）.

[2]贾贞，邓光明.促进分层次教学改革提高高等数学教学质量[J].高教论坛，2010（6）.

[3]斯日古楞，闫在在，郑丽霞.工科院校《高等数学》分层次教学的探索[J].内蒙古工业大学学报：社会科学版，2005（1）.

[4]樊志良，杨正民，杨晓峰.理工科大学《高等数学》分层次教学的探索[J].华北工学院学报：社科版，2002（1）.

[5]张云霞.数学建模与高等数学教学[J].山西财政税务专科学校学报，2001（4）.

[6]廖红菊.高等数学课程考核评价改革探讨[J].恩施职业技术学院学报，2010（3）.

G642.3

A

1673-1999（2011）23-0159-03

李春艳（1978-），男，硕士，重庆科技学院数理学院讲师，研究方向为算子理论、小波分析以及数学教学。

2011-10-12